液晶材料结构.ppt

1 液晶液晶结构与材料构与材料23 液晶材料是一种性能介于液体和晶体之液晶材料是一种性能介于液体和晶体之间的一的一种有机材料它既有液体的流种有机材料它既有液体的流动性，又有晶体性，又有晶体结构构排列的有序性。排列的有序性。低温下它是晶体低温下它是晶体结构，高温构，高温时则变为液液体，在中体，在中间温度温度则以液晶形以液晶形态存在。存在。什么是液晶材料呢？什么是液晶材料呢？液晶材料液晶材料 4 液晶材料液晶材料 5n液晶面板是以液晶材料为基本组件，由于液晶是介于固态和液态之间，不但具有固态晶体光学特性，又具有液态流动特性。当通电时，液晶排列变的有秩序，使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过。LCD 液晶电视工作原理6 高分子液晶与小分子液晶有哪些不同?1.高分子沸点比较高，所以其液晶产品适用温度广。2.小分子液晶由于分子结构较小，容易自由旋转，首尾颠倒，形成我们常说的晶液态，会造成性能不稳定。3.电场通过时，高分子的大分子基团会形成一定的阻抗作用，就是“格里格拉现象”，这些阻抗作用会使调节更加精确，误差更小。7高分子液晶的高分子液晶的结构构n高分子液晶是由高分子液晶是由刚性部分和柔性部分性部分和柔性部分组成。成。n从从外外形形上上看看，刚性性部部分分通通常常呈呈现近近似似棒棒状状或或片片状状的的形形态，因，因为这样有利于分子的有序堆有利于分子的有序堆积。液晶材料液晶材料 8 高分子液晶的高分子液晶的结构构n液晶分子液晶分子结构构举例例 液晶材料液晶材料 9 高分子液晶的特性高分子液晶的特性n取向方向的高拉伸强度和高模量 最突出的特点是在外力场中容易发生分子链取向,在取向方向上呈现高拉伸强度和高模量。n如Kevlar 的比强度和比模量均达到钢的10 倍。10 高分子液晶的特性高分子液晶的特性n耐热性突出 由于高分子液晶的刚性部分大多由芳环构成,其耐性相对比较突出。比如：Xydar 的熔点为421,空气中的分解温度达到560,其热变形温度也可达350,明显高于绝大多数塑料。11 高分子液晶的特性高分子液晶的特性n阻燃性优异 高分子液晶分子链由大量芳香环所构成,除了含有酰肼键的纤维外,都特别难以燃烧。比如：Kevlar 在火焰中有很好的尺寸稳定性,若在其中添加少量磷等,高分子液晶的阻燃性能更好。12 高分子液晶的特性高分子液晶的特性n电性能和成型加工性优异 高分子液晶的绝缘强度高和介电常数低,而且两者都很少随温度的变化而变化,并导热和导电性能低。特性应用：由于分子链中柔性部分的存在，其流动性能好,成型压力低,因此可用普通的塑料加工设备来注射或挤出成型,所得成品的尺寸很精确。13高分子液晶的高分子液晶的应应用用14高分子液晶的高分子液晶的应用用 如如：kelvar纤维纤维可在可在-45-200使用。阿使用。阿波波罗罗登月登月飞飞船船软软着着陆陆降落降落伞带伞带就是用就是用kevlar29制制备备的。的。kevlar纤维还纤维还可用于防可用于防弹弹背心背心,飞飞机、机、火箭外壳材料和雷达天火箭外壳材料和雷达天线线罩等。罩等。高高强度高模量材料：度高模量材料：在外力在外力场场容易容易发发生分子生分子链链取向取向,在取向方向上可在取向方向上可以得到高以得到高强强度高模量。度高模量。液晶材料液晶材料 15 高分子液晶的高分子液晶的应用用n分子复合材料n将具有刚性棒状结构的主链型高分子液晶材料分散在无规线团结构的柔性高分子材料中，即可获得增强的分子复合材料16高分子液晶的高分子液晶的应用用 带带有信息的激光束照射液晶存有信息的激光束照射液晶存储储介介质时质时，局部温度升高局部温度升高，液液晶聚合物熔融成各向同性的液体晶聚合物熔融成各向同性的液体，从而失去有序度。激光束消失从而失去有序度。激光束消失以后以后，又凝又凝结结成成为为不透光的固体不透光的固体，信号被信号被记录记录。液晶高分子用于存液晶高分子用于存储显储显示寿命示寿命长长、对对比度高、存比度高、存储储可靠、擦可靠、擦除方便除方便,因此有极因此有极为为广广阔阔的的发发展前景展前景。液晶高分子在信息液晶高分子在信息储存方面的存方面的应用用 液晶材料液晶材料 17高分子液晶的高分子液晶的应用用 向列型液晶和胆甾型液晶的混合物呈平行向列型液晶和胆甾型液晶的混合物呈平行并并顺顺次扭次扭转转的螺旋的螺旋结结构构，而且其螺距随温度而且其螺距随温度变变化而化而发发生生显显著著变变化。化。被被测测物体的表面温度若有物体的表面温度若有变变化化，液晶分子液晶分子排列的螺距即排列的螺距即发发生生变变化化，偏振光的旋偏振光的旋转转角度也角度也随之随之发发生生变变化化，因而返回光的因而返回光的强强度也会度也会发发生生变变化。化。人人们们利用此利用此现现象制造出微温象制造出微温传传感器。感器。精密温度指示材料精密温度指示材料 液晶材料液晶材料 18奇幻冰晶奇幻冰晶微微观观花园花园19 高分子液晶的高分子液晶的应用用 目前小分子液晶是主要的目前小分子液晶是主要的显显示材料。由于高示材料。由于高分子的粘度比小分子液晶大得多分子的粘度比小分子液晶大得多,它的工作温度它的工作温度，响响应时间应时间都不及小分子液晶。但是液晶高分子都不及小分子液晶。但是液晶高分子在在电场电场作用下从无序透明作用下从无序透明态态到有序不透明到有序不透明态态的的性性质质使其理使其理论论上也可用于上也可用于显显示器件示器件，但目前尚但目前尚未未进进入入实际应实际应用用阶阶段。段。高分子液晶高分子液晶显示材料示材料 液晶材料液晶材料 20 高分子液晶的高分子液晶的应用用n功能液晶高分子膜n液晶态具有低黏性、高流动性、易膨胀性和有序性的特点，特别是在电、磁、光、热、力场和pH改变等作用下，液晶分子将发生取向和其他显著变化，使液晶膜比高分子膜具有更多的气体、水、有机物和离子透过通量和选择性。液晶膜具有原材料成本较低、使用方便、易大面积超薄化和力学强度大等特点。液晶膜作为富氧膜、烷烃分子筛膜、包装膜、外消旋体拆分膜、人工肾脏、控制药物释放膜和光控膜将获得十分广泛的应用。21高分子液晶的高分子液晶的发发展前景展前景 n（1）液晶学已成）液晶学已成为一一门新新兴科学技科学技术，广泛，广泛应用于当代各个工用于当代各个工业部部门。而且由于物。而且由于物质的液的液晶晶态结构普遍存在于生物体中，液晶构普遍存在于生物体中，液晶结构及构及变化与生命化与生命现象之象之间的关系，也正在引起人的关系，也正在引起人们 的重的重视。n（2）英国著名生物学家指出）英国著名生物学家指出:“生命系生命系统实际上就是液晶上就是液晶,更精确地更精确地说,液晶液晶态在活的在活的细胞中胞中无疑是存在的无疑是存在的”液晶材料液晶材料 22高分子液晶的高分子液晶的发发展前景展前景 n（3）细胞膜中的磷脂可形成溶致型液晶胞膜中的磷脂可形成溶致型液晶;n（4）构成生命的基）构成生命的基础物物质DNA 和和RNA 属于生物性胆属于生物性胆甾液晶甾液晶,它它们的螺旋的螺旋结构表构表现为生物分子构造中的共同生物分子构造中的共同特征特征;n（5）植物中起光合作用的叶）植物中起光合作用的叶绿素也表素也表现液晶的特性液晶的特性;n（6）大多数生物体）大多数生物体组织,如如脑、神、神经、肌肉、血液等、肌肉、血液等和生命和生命现象关系密切的主要象关系密切的主要组织是由溶致性大分子液是由溶致性大分子液晶构成的。晶构成的。液晶材料液晶材料 23thank you!24